Структура реальности. Наука параллельных вселенных - Дэвид Дойч

Любая горизонтальная линия, проведенная по рис. 11.7, проходит через последовательность снимков с увеличивающимися показаниями часов. Может возникнуть соблазн думать о такой линии – как та, что показана на рис. 11.8, – как о пространстве-времени, а о всей диаграмме – как о пачке пространств-времен, по одному на каждую подобную линию. Из рис. 11.8 мы можем вывести, что происходит в «пространстве-времени», определенном горизонтальной линией. В течение какого-то периода времени оно содержит вращающуюся монетку. Затем, в течение следующего периода, оно содержит монетку, которая движется так, что можно предсказать, что она упадет орлом. Однако позднее, вопреки сказанному, оно содержит монетку, которая движется так, что можно предсказать, что она упадет решкой, и в конце концов она действительно падает решкой. Однако это всего лишь недостаток диаграммы, как я уже указал в главе 9 (см. рис. 9.4). В этом случае законы квантовой механики предсказывают, что ни один наблюдатель, который помнит, что видел монетку в состоянии «предсказуемого появления орла», не может увидеть ее в состоянии решки: собственно, это и оправдывает то, что мы называем это состояние «предсказуемым появлением орла». Следовательно, ни один наблюдатель в мультиверсе не опознал бы события в таком виде, в каком они происходят в «пространстве-времени», определенном линией. Все это подтверждает, что мы не можем склеить снимки произвольно, мы можем склеить их только так, чтобы отразить отношения между ними, определяемые законами физики. Снимки, расположенные вдоль линии на рис. 11.8, недостаточно взаимосвязаны, чтобы оправдать их объединение в одну вселенную. Да, они появляются в порядке увеличения показаний часов, которые в пространстве-времени были бы «временной меткой», достаточной для повторной сборки пространства-времени. Но в мультиверсе слишком много снимков, чтобы только показания часов могли разместить один снимок относительно других. Чтобы сделать это, нам необходимо вникнуть в сложные подробности того, какие снимки определяют какие.

В физике пространства-времени любой снимок определяется любым другим. Как я уже сказал, в мультиверсе, в общем случае, это не так. Обычно состояние одной группы идентичных снимков (например, тех, в которых монетка «вращается») определяет состояние равного количества различных снимков (таких как снимки орла и решки). Из-за свойства обратимости времени, присущего законам квантовой физики, общее, многозначное состояние последней группы также определяет состояние первой. Однако в некоторых областях мультиверса и в некоторых местах в пространстве снимки некоторых физических объектов на некоторое время складываются в цепочки, каждое звено которых определяет все остальные в хорошем приближении. Стандартным примером могла бы стать последовательность снимков Солнечной системы. В таких областях законы классической физики являются хорошим приближением квантовых законов. В таких областях и местах мультиверс действительно выглядит как на рис. 11.6, в виде набора пространств-времен, и на таком уровне приближения квантовая концепция времени сводится к классической. В них можно выявить приблизительную разницу между «различными временами» и «различными вселенными», а время – это приблизительно последовательность моментов. Но это приближение никогда не выдерживает более детального исследования снимков, взгляда далеко вперед или далеко назад во времени, или взгляда далеко в мультиверс.

Все экспериментальные результаты, которыми мы располагаем в настоящее время, совместимы с тем приближением, что время – это последовательность моментов. Мы не ожидаем, что это приближение не выдержит какого-нибудь предвидимого земного эксперимента, однако теория говорит нам, что оно должно сильно пострадать в определенных видах физических процессов. Первый – это начало вселенной, Большой взрыв. В соответствии с классической физикой время началось в тот момент, когда пространство было бесконечно плотным и занимало только одну точку, а до этого моментов не было. В соответствии с квантовой физикой (насколько нам известно) снимки, очень близкие к Большому взрыву, не расположены в каком-либо определенном порядке. Свойство времени как последовательности начинается не при Большом взрыве, а несколько позднее. В природе вещей не имеет смысла спрашивать, насколько позднее. Но мы можем сказать, что самые ранние моменты, которые, в хорошем приближении, являются последовательными, имели место, грубо говоря, тогда, когда, если взять экстраполяцию классической физики, Большой взрыва произошел на 10–43 секунды (планковское время) раньше.

Второй и очень похожий вид разрушения последовательности времени, видимо, произойдет внутри черных дыр и при конечном реколлапсе вселенной (Большом сжатии), если таковое случится. В обоих случаях материя сожмется до бесконечной плотности в соответствии с классической физикой, как при Большом взрыве, и результирующие гравитационные силы разорвут ткань пространства-времени.

Кстати, если вам когда-либо было интересно, что происходило до Большого взрыва или что произойдет после Большого сжатия, сейчас вы можете перестать об этом думать. Почему сложно принять, что до Большого взрыва не было, а после Большого сжатия не будет моментов, так что там ничего не происходит или не существует? Потому что трудно представить, что время останавливается или запускается. Но ведь время не должно останавливаться или запускаться, поскольку оно не движется вообще. Мультиверс не «начинает существовать» или «не прекращает существовать»: эти термины предполагают поток времени. Только представление о потоке времени заставляет нас интересоваться, что было «до» или что будет «после» всей реальности.

Считается, что в субмикроскопическом масштабе квантовые эффекты снова деформируют и разрывают структуру пространства-времени, и что на этом масштабе существуют замкнутые циклы времени – в сущности, крохотные машины времени. Как мы увидим в следующей главе, разрыв последовательности времени такого рода также физически возможен в большом масштабе, и вопрос о том, не происходит ли он вблизи таких объектов, как вращающиеся черные дыры, остается открытым.

Таким образом, хотя мы и не можем еще обнаружить ни один из этих эффектов, наши лучшие теории уже говорят нам, что физика пространства-времени ни в коем случае не является точным описанием реальности. Каким бы хорошим ни было приближение, в реальности время должно быть фундаментально отличным от линейной последовательности, предлагаемой здравым смыслом. Тем не менее все в мультиверсе определяется почти так же жестко, как и в классическом пространстве-времени. Уберите один снимок, и оставшиеся точно определят его. Уберите большую часть снимков, и оставшееся меньшинство по-прежнему может определить все, что убрано, так же как оно делает это в пространстве-времени. Разница заключается только в том, что, в отличие от пространства-времени, мультиверс не состоит из взаимно определяющих слоев, которые я назвал суперснимками и которые можно было бы считать «моментами» мультиверса. Это сложная многомерная мозаика.

В этой мозаичной вселенной, которая не состоит из последовательности моментов и не разрешает потока времени, обыденная концепция причины и следствия имеет совершенный смысл. Проблема причинно-следственного отношения, обнаруженная нами в пространстве-времени, заключалась в том, что это отношение является свойством не только самих причин и следствий, но и их вариантов. Поскольку эти варианты существовали только в нашем воображении, а не в пространстве-времени, мы столкнулись с физической бессмысленностью делать существенные выводы из воображаемых свойств несуществующих («контрфактуальных») физических процессов. Однако в мультиверсе варианты действительно существуют в различных соотношениях, и они подчиняются определенным детерминистическим законам. Если известны эти законы, объективным фактом является то, какие события имеют значение для того, чтобы произошли какие-то другие события. Допустим, что существует группа снимков, не обязательно идентичных, но обладающих свойством X. Допустим, что при условии существовании этой группы законы физики определяют, что существует другая группа снимков со свойством Y. Таким образом, удовлетворяется одно из условий того, чтобы Х стал причиной Y. Другое условие должно быть связано с вариантами. Рассмотрим варианты первой группы, не имеющие свойства X. Если, исходя из существования этих вариантов, все равно можно определить существование некоторых снимков со свойством Y, то Х не является причиной Y, поскольку Y происходит даже при отсутствии X. Но если, исходя из группы вариантов не-Х, определяется только существование вариантов не-Y, тогда Х является причиной Y.